ЦИФРОВЫЕ УСТРОЙСТВА


С КНОПОЧНЫМ НАБОРОМ ВРЕМЕНИ


Набор времени с помощью лереключателей не всегда удобен, поэтому представляет интерес построение будильников и таймеров без переключателей, с набором времени с помощью кнопок. Схема самого простого варианта тако­го устройства (по принципу действия, но не по количеству микросхем) приведе­на на рис. 55. Для упрощения схемы показана ее часть, соответствующая одной цифре набираемого времени. Левая декада (микросхема DD1) — счетчик време­ни с индикатором HG1, подключенным через дешифратор DD2. Правая декада (микросхема DD3) — устройство памяти, в которое предварительно записано необходимое время включения исполнительного устройства. Запись может быть осуществлена подачей на вход декады импульсов с последующим контролем записанного числа по индикатору HG2. Декады памяти могут быть соединены между собой в счетчик. В первом случае на вход счетчика памяти следует подавать вначале импульсы достаточно высокой частоты, обеспечивающие пе­реключение старшей декады счетчика с частотой 1 — 2 Гц, затем частоту им­пульсов снижают, поочередно устанавливая декады счетчика памяти в нужное состояние, контролируя на индикаторах необходимое время. Во втором случае через кнопки на входы декад памяти независимо друг от друга подают им­пульсы с частотой 1 — 2 Гц и устанавливают каждую декаду в нужное состоя­ние. Второй способ удобнее, так как установка каждой цифры производится независимо от остальных. Необходимое время может быть записано также с использованием микросхемы К155ТМ5, установленной на место DD3.

Выходы декады счетчика времени и декады счетчика памяти подключают­ся к схеме сравнения кодов, собранной ,на ИС DD5 и DD6. При совпадении ко­дов на выходах декад DD1 и DD3 на всех выходах DD5 будут уровни логи­ческого 0.

В момент пуска на счетчик времени (на схеме показана одна его декада DD1) подают импульсы с необходимой частотой. В момент, когда код времени, поступающий с выходов декады DD1 на входы элемента сравнения DD5, сов­падет с кодом, хранящимся в декаде DD3, все элементы микросхемы DD6 выключатся.
Когда коды всех декад счетчика времени совпадут с кодами всех декад памяти, выключатся все микросхемы, выходы которых объединены с DD6, на выходе устройства появится уровень логической 1 и сработает ис­полнительный механизм.

Из приведенного описания следует, что дешифратор DD2 и индикатор HG1 необходимы лишь для оперативного контроля работы таймера и могут быть исключены из схемы.

Уменьшить количество дешифраторов и индикаторов в схеме рис. 55 можно также установкой электронного переключателя, подключающего входы дешиф-I Ратора к выходам декады счетчика или декады памяти (рис. 56).

С КНОПОЧНЫМ НАБОРОМ ВРЕМЕНИ


Рис. 55. Схема одного десятичного разряда таймера с кнопочным набором времени

С КНОПОЧНЫМ НАБОРОМ ВРЕМЕНИ


Рис. 56. Схема одного разряда таймера с переключением индикаторов

Схемы реле времени, построенных по описанному принципу, довольно слож­ны, но это практически единственно возможный путь установки в часы бу­дильника с кнопочным набором времени подачи сигнала. Другим удобством этих схем является возможность неоднократного повторения один раз набранной выдержки, а также индикация времени, прошедшего от начала выдержки, в времени, соответствующего окончанию выдержки.

Если изготовляется собственно таймер, можно пойти по другому пути. В счетчик записывают число, соответствующее требуемой выдержке. В момент на­чала выдержки на счетчик подают импульсы с необходимой частотой, умень­шающие показания счетчика. При достижении счетчиком состояния 0 счетчик останавливается, что является сигналом окончания выдержки.

С КНОПОЧНЫМ НАБОРОМ ВРЕМЕНИ
             
С КНОПОЧНЫМ НАБОРОМ ВРЕМЕНИ


Рис. 57. Схема таймера на ИС К155ИЕ2

Рис. 58. Схема таймера с установкой вре­мени переключателями

В зависимости от типа использованных в счетчике таймера микросхем за­пись необходимого времени может производиться или подачей на счетчик им­пульсов с непрерывным контролем по индикаторам, или от переключателей без контроля. На рис. 57 приведена схема таймера с использованием в счетчике микросхемы К155ИЕ2. Особенностью схемы счетчика является подключение ин­дикаторов к его дешифраторам — порядок подключения катодов газоразрядных ламп противоположен обычно используемому.


Поэтому при состоянии счетчика 000 на лампах индицируется 999, при состоянии 001 — 998, при состоянии 999 индицируется 000. При подаче на вход счетчика импульсов показания индика­торов будут уменьшаться. Запись необходимого времени производят подачей на вход Установка времени счетчика импульсов с различной частотой.

Для отсчета времени на вход Счет также подают импульсы с необходимой частотой. В момент, когда счетчик установится в состояние 999, а на лампах будет индицироваться 000, на выходе элемента ИЛИ — НЕ появится уровень логической 1, который и будет сигналом окончания выдержки. Недостатком тай­мера, собранного по такой схеме, является невозможность повторения набранной один раз выдержки. Элемент ИЛИ — НЕ должен собираться на диодах и тран­зисторе аналогично схеме рис. 54.

С КНОПОЧНЫМ НАБОРОМ ВРЕМЕНИ


Рис. 59. Схемы шифраторов наборов времени с четырехплатным (а) и одноплатным (б) пе­реключателями

На рис. 58 приведен вариант схемы таймера, в котором установка необхо­димого времени производится переключателями и контроль времени по индикаторам не обязателен. Шифраторы набора времени SA1, SA2 могут быть вы­полнены или на четырехплатных переключателях на 10 положений (рис. 59,а), или на одноплатном переключателе, но с использованием микросхем (рис. 59,6). На переключателях SA1, SA2 и т. д. набирают необходимое время, на шину Запись подают импульс, обеспечивающий запись этого времени в счетчик, после чего на вход Счет подают импульсы с необходимой частотой.

При установке счетчика в 0 на выходе элемента ИЛИ — НЕ появится уро­вень логической 1, указывающий на окончание выдержки. Таймер, собранный по схеме рис. 58, позволяет многократно повторять выдержку, набранную на переключателях.

Для борьбы с дребезгом контактов кнопок в устройствах по схемам рис. 55 — 57 можно использовать подачу импульсов отрицательной полярности с длительностью, существенно меньшей, чем порядок длительности импульсов дребезга. Тогда за время дребезга контактов через них при достаточно малой частоте импульсов может пройти максимально один импульс.



С КНОПОЧНЫМ НАБОРОМ ВРЕМЕНИ


Рис. 60. Схема формирователя счетных импульсов

Для формирования отрицательных импульсов малой длительности и деле­ния их частоты можно использовать схему рис. 60. Триггер Шмитта DD1.1, DD1.2 формирует прямоугольные импульсы со скважностью, близкой к 2, и ча­стотой 100 Гц. Продифференцированные цепочкой C1R4R5 и сформированные инверторами DD1.3 и DD1.4 импульсы имеют отрицательную полярность и длительность около 2 мкс. Уже упоминавшейся особенностью микросхемы К155ИЕ1 является равенство длительностей входных и выходных импульсов, что и требуется в данном случае.

При подаче импульсов на вход счетчика при счете времени необходимо, что­бы первый счетный импульс после пуска пришел на вход счетчика ровно через время, равное периоду этих счетных импульсов. Это обеспечит высокую точ­ность выдержки времени (и правильность пуска в часах). Поэтому перед нача­лом счета на вход установки 0 делителей, формирующих необходимую частоту счетных импульсов, следует подать сигнал Уст.О, который снимают в момент пуска, что обеспечивает необходимую начальную фазу импульсов. Погрешность момента подачи первого импульса не превысит периода входной частоты де­лителя. Для схемы рис. 60 эта погрешность составляет 0,01 с для любого вы­хода.

При подаче сигналов на входы интегральных микросхем через контакты сле­дует также обязательно подключать входы ИС, отключаемые в процессе пере­ключения от источника сигнала, к источнику питания через резисторы 1 — 10 кОм. Это исключит возможность ложных срабатываний микросхем от наво­док в те моменты, когда входы микросхем отключены от источника сигнала.



Содержание раздела